(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビデオ・チャネル上で搬送されるそれぞれのプログラムを表すパケット化されたビデオ・データを受信するデジタル・ビデオ受信機であって、
対応する複数のビデオ・チャネル上で搬送されるビデオ・プログラムの画像を表す符号化ビデオ・データを格納する、前記受信機内の複数のバッファであって、チャネル変更入力信号の受信後のアンダー・フロー状態を防いで、それぞれ個々のビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムを復号するのに十分な符号化ビデオ・データを格納する、前記それぞれ個々のビデオ・チャネルに対応する個々のバッファ、を含む複数のバッファと、
前記複数バッファのうちの１つから受け取った符号化ビデオ・データを復号する復号器と、
前記複数のバッファのうちから選択された１つのバッファを前記復号器に結合させるスイッチと、
前記スイッチをアクティベートして前記復号器を選択されたバッファに結合し、かつ前記復号器をイニシエートして、プロセッサによってイニシエートされたスイッチングによって決定されるのと同じ選択されたビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムに対応するプログラムであって、ユーザーチャネル変更入力信号に応答して選択されたバッファにストアされた個々のビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムを復号させる、プロセッサと
を含み、
前記プロセッサによってイニシエートされたスイッチングに応じて、前記ユーザー選択チャネル上で搬送される前記プログラムを復号するスイッチングにおいて前記復号器が少なくとも一つのスプライス制約（splicing constraints）を使用し、前記少なくとも一つのスプライス制約（splicing constraints）は、前記プログラムのフレーム、前記プログラムのフレームシーケンス、前記プログラムのピクチャ、および前記プログラムのＧＯＰの少なくとも一つに応答して実行されることにより、ビデオチャンネルをスイッチングするときに視覚的移行を向上させ、
前記複数のバッファは、現在出力されているビデオ・チャネルの第１のバッファと、他のビデオ・チャネルに対応する他のバッファとを有し、該第１のバッファに格納されているフレームのうちで出口ポイントとなるフレームが検出されており、
前記他バッファは、ＭＰＥＧ規定ＶＢＶバッファ占有レベルまで満たす十分なデータが格納されており、スイッチングするときに最初に出力されるフレームがIフレームであるように格納し、
前記スイッチが、前記ユーザチャネル変更入力信号に応答して、前記第１のバッファから出口ポイントのフレームが出力される直前に、前記第１のバッファと結合している前記復号器を、前記ユーザチャネル変更入力信号により選択されたバッファと結合するように切り替える
ことを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記スプライス制約（splicing constraints）は、（ａ）前記プログラム・データのＭＰＥＧ対応アンカーＩフレームで、前記ユーザー選択チャネル上のプログラム・データの復号を開始すること、（ｂ）復号を開始する前に、前記ユーザー選択チャネル上のプログラム・データのＧＯＰ内のＢフレームを廃棄すること、ならびに（ｃ）現在表示されているプログラムの復号から、前記現在表示されているプログラムのＧＯＰアンカー・フレームの直前で、前記ユーザー選択チャネル上のプログラム・データの復号にスイッチングする、ことのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記複数のバッファは、前記復号器によって復号可能な各チャネル用に指定されたバッファを含むことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項４】
複数のチューナを含み、第１のチューナからの符号化されたビデオ・データを第１のバッファ内に格納することと、ならびに第２のチューナから導出された符号化されたビデオ・データを同時に復号することを可能にすることを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項５】
前記復号器は、前記複数のバッファのうちの１つから受け取った前記符号化されたビデオ・データを復号するときに、復号されたデータを異なる画像シーケンスで提供するためにデータを並べ替えることを特徴とする、請求項１に記載の受信機。
【請求項６】
ユーザーによって選択される次のビデオ・チャネルを予測し、および前記次のビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムを表す受信符号化ビデオ・データを前記複数のバッファのうちの１つに向けて送る、予測プロセッサを含むことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【請求項７】
前記予測プロセッサは、（ａ）ユーザーが好むプログラム／チャネル基準と、（ｂ）ユーザー・インターフェース・ナビゲーション・コマンドと、（ｃ）ユーザー・インターフェースのセンサー入力データ、とのうち、少なくとも１つに応じて前記次のビデオ・チャネルを予測することを特徴とする請求項６に記載の受信機。
【請求項８】
複数のビデオ・チャネル上で搬送されるそれぞれのプログラムを表すパケット化されたビデオ・データを受信するデジタル・ビデオ復号システムであって、
対応する複数のビデオ・チャネル上で搬送されるビデオ・プログラムの画像を表す符号化ビデオ・データを格納する複数のバッファであって、チャネル変更入力信号の受信後のアンダー・フロー状態を防いで、それぞれ個々のビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムを復号するのに十分な符号化ビデオ・データを格納する複数のバッファと、
ユーザーによって選択される次のビデオ・チャネルを予測して前記次のビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムを表す受信符号化ビデオ・データを前記複数のバッファのうちの１つに向けて送る予測プロセッサと、
ユーザーのチャネル選択入力に応じて、前記次のビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムを復号するためにスイッチングをイニシエートするプロセッサと、
前記次のビデオ・チャネル上で搬送される前記プログラムに対応する、前記複数バッファのうちの１つから受け取った符号化ビデオ・データを、前記プロセッサによってイニシエートされたスイッチングの結果として確定されたときに復号する復号器と
を含み、
前記複数のバッファは、現在出力されているビデオ・チャネルの第１のバッファと、他のビデオ・チャネルに対応する他のバッファとを有し、該第１のバッファに格納されているフレームのうちで出口ポイントとなるフレームが検出されており、
前記他バッファは、ＭＰＥＧ規定ＶＢＶバッファ占有レベルまで満たす十分なデータが格納されており、スイッチングするときに最初に出力されるフレームがIフレームであるように格納し、
前記スイッチが、前記ユーザチャネル変更入力信号に応答して、前記第１のバッファから出口ポイントのフレームが出力される直前に、前記第１のバッファと結合している前記復号器を、前記ユーザチャネル変更入力信号により選択されたバッファと結合するように切り替えることを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記予測プロセッサは、（ａ）ユーザーが好むプログラム／チャネル基準と、（ｂ）ユーザー・インターフェース・ナビゲーション・コマンドと、（ｃ）ユーザー・インターフェースのセンサー入力データ、とのうち、少なくとも１つに応じて前記次のビデオ・チャネルを予測することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
それぞれが複数のビデオ・チャネルのうち対応する１つのチャネル上で搬送される複数のビデオ・プログラムを順次表示する方法であって、
少なくとも１つのメモリ装置を使用して、複数のビデオ・プログラムの画像を表す符号化ビデオ・データを同時に格納し、前記少なくとも１つのメモリ装置からの再生後のアンダー・フロー状態を防ぐために、前記複数のビデオ・プログラムそれぞれについて、十分な符号化ビデオ・データが格納されるステップと、
チャネル変更を示すユーザー入力を検出するステップと、
前記チャネル変更を示すユーザー入力に応じて、複数のビデオ・プログラムのうち選択された１つを復号するためのスイッチングをイニシエートするステップと、
前記複数のビデオ・チャネルのうちの対応する１つのビデオ・チャネル上で搬送された前記複数のビデオ・プログラムのうちの前記選択された１つに対応する格納された符号化ビデオ・データを復号するステップと
を含み、
前記スイッチングをイニシエートするステップは、前記複数のビデオ・プログラムのうち前記選択された１つを復号するためのスイッチングにおいて、スプライス制約（splicing constraints）を使用するステップを備え、前記少なくとも一つのスプライス制約（splicing constraints）は、前記選択されたプログラムのフレーム、前記選択されたプログラムのフレームシーケンス、前記選択されたプログラムのピクチャ、および前記選択されたプログラムのＧＯＰの少なくとも一つに応答して実行されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記スプライス制約（splicing constraints）を使用するステップは、（ａ）前記プログラム・データのＭＰＥＧ対応アンカーＩフレームで、前記選択されたビデオ・プログラムに対応する暗号化されたビデオ・データの復号を開始すること、（ｂ）復号を開始する前に、前記選択されたビデオ・プログラムに対応するビデオ・データのグループ・オブ・ピクチャ内のＢフレームを廃棄すること、ならびに（ｃ）現在表示されているプログラムの復号から、前記現在表示されているプログラムのグループ・オブ・ピクチャ・アンカー・フレームの直前で、前記選択されたビデオ・プログラムの復号にスイッチングする、ことのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
それぞれが複数のビデオ・チャネルのうち対応する１つのチャネル上で搬送される複数のビデオ・プログラムを順次表示する方法であって、
少なくとも１つのメモリ装置を使用して、複数のビデオ・プログラムの画像を表す符号化ビデオ・データを同時に格納し、前記少なくとも１つのメモリ装置からの再生後のアンダー・フロー状態を防ぐために、前記複数のビデオ・プログラムそれぞれについて、十分な符号化ビデオ・データが格納されるステップと、
チャネル変更を示すユーザー入力を検出するステップと、
前記チャネル変更を示すユーザー入力に応じて、複数のビデオ・プログラムのうち選択された１つを復号するためのスイッチングをイニシエートするステップと、
前記複数のビデオ・チャネルのうちの対応する１つのビデオ・チャネル上で搬送された前記複数のビデオ・プログラムのうちの前記選択された１つに対応する格納された符号化ビデオ・データを復号するステップと
ユーザーによって選択される次のビデオ・チャネルを予測するステップと
を含み、
前記複数のビデオ・プログラムの画像を表す符号化ビデオ・データを同時に格納する前記ステップは、前記予測された次のビデオ・チャネル上で搬送されるビデオ・プログラムに対応する画像を表す符号化ビデオ・データを格納するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記次のビデオ・チャネルを予測する前記ステップは、（ａ）ユーザーが好むプログラム／チャネル基準を確定するステップと、（ｂ）ユーザー・インターフェース・ナビゲーション・コマンドを確定するステップと、（ｃ）ユーザー・インターフェースのセンサー入力データを確定するステップ、のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
複数のチューナを使用して前記対応する複数のビデオ・チャネルを同時に受信するステップと、
前記複数のうち第１のチューナからの符号化ビデオ・データを、前記少なくとも１つのメモリ装置から選択された第１のバッファ内に格納するステップと、
前記複数のチューナから選択された第２のチューナから導出された符号化ビデオ・データを同時発生的に復号するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記格納された符号化ビデオ・データを復号するステップは、前記格納された符号化ビデオ・データの中から選択されたデータを並べ替え、復号されたデータを異なる画像シーケンスで提供するステップを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、デジタル・ビデオ・システムに関する。さらに詳述すれば、デジタル・ビデオ・システムにおける改良されたデジタル・ビデオ復号システム、複数のビデオ・プログラムを順次表示する方法およびユーザーによって選択される次のチャネルを予測する方法に関する。言い換えれば、デジタル・ビデオ受信機およびデジタル・ビデオ信号を受信する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  デジタル・テレビジョン・システムおよび受信機は、ここ数年で急増した。その例としては、ＤＩＲＥＣＴＶ、ＤＶＢ（デジタル・ビデオ放送プロジェクト）、およびＡＴＳＣ（アドバンスド・テレビジョン・システム委員会）タイプのシステムが挙げられる。ビデオ通信に関連するデータはかなりの量となるので、圧縮は最新のデジタル・ビデオ・アプリケーションに不可欠の部分となっている。【０００３】  Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐは、ＭＰＥＧ（Moving Pictures Expert Group）画像符号化標準として知られるビデオ信号および画像用の標準化ビデオ圧縮方式を定義しており、以下では、これを「ＭＰＥＧ標準」と呼ぶ。ＭＰＥＧ標準は、システム符号化セクション（１９９４年６月１０日、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−１）およびビデオ符号化セクション（１９９５年１月２０日、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １３８１８−２）からなる。ＭＰＥＧ標準に符号化されたデータは、典型的には多数のプログラム・チャネルのデータ・コンテンツ（たとえば、ケーブル・テレビジョン・チャネル１〜１２５に対応するコンテンツ）を含む、パケット化されたデータ・ストリームの形式をとる。ＭＰＥＧ標準は、イントラ・フレームおよびインター・フレーム双方の符号化技法を使用して、所望の圧縮を取得する。画像フレームをイントラ・フレーム符号化する場合、フレームはピクセル・ブロック（マクロ・ブロックと呼ぶ）に分割され、個々のブロックは離散コサイン変換（ＤＣＴ）を使用して圧縮される。画像フレームをインター・フレーム符号化する場合、画像フレームの差異を予測符号化する動き補償（ＭＣ）技法を使用して、さらなるデータ圧縮が実施される。【０００４】  ＭＰＥＧ画像符号化に関係する３つの主なフレーム・タイプは、イントラ・フレーム符号化（Ｉ）フレーム、予測符号化（Ｐ）フレーム、および双方向予測符号化（Ｂ）フレームである。Ｉフレームは、（画像シーケンスを表す）データ・ストリーム内にランダムなアクセス・ポイントを提供し、個々のＩフレームは、任意の他のフレームからのデータを使用せずに、復号され、再構築される。Ｐフレームは、以前のＩフレームまたは動き予測技術を使用するＰフレーム（アンカー・フレーム）からのデータを使用して再構築される。Ｂフレームは、以前および将来双方の、ＩおよびＰアンカー・フレームからのデータを使用して再構築されるものであって、受け取ったフレーム・シーケンスとは異なるシーケンスの処理フレーム・データを含んでいる。この方法の場合、たとえばＢフレームは、Ｉフレームに必要なデータの約１１％しか必要としないため、かなりのデータ圧縮が達成できる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、ＤＩＲＥＣＴＶ、ＤＶＢ、およびＡＴＳＣ要件に互換性のあるデジタル・テレビジョン受信機は、ユーザーがチャネル変更をイニシエート（initiate：開始）してからプログラムを取得するまでに、ひどく長い時間を要する場合がある。ユーザーが新しいチャネル（および関連付けられた信号ソース）を選択してから、その選択されたチャネルの新しいプログラムが最初に表示されるまでの時間が、たとえば数秒かかる場合がある。これは一部には、少なくともデータ・ストリームが取り込まれ、処理されて、表示されるまでに必要な取得イベントのシーケンスによるものである。具体的に言えば、チャネルの変更および新しいプログラムの取得には、新しく選択されたチャネル上にプログラムを表示している、圧縮データ・ストリーム内のランダムなエントリー・ポイント（entry point）を識別して使用が必要である。さらに、新しく選択されたチャネルが、異なるトランスポンダ（transponder）またはＲＦチャネル上で伝送されているデータ・ストリーム内に配置されている場合、チャネルを変更するには、位相ロックおよび等化操作（equalization operations）を再度実行する必要が生じる。さらに、このような位相ロックおよび等化操作に続いて、補助システムおよびプログラム特定情報（program specific information）を、受信されたトランスポート・ストリーム（ＴＳ）内から取り込む必要がある。
【０００６】  このシステムおよびプログラムを特定する情報は、解析（parse）され、照合（collate）され、個々のデータ・パケットを識別してアセンブルするのに使用される有効な形式にアセンブルされ、新しく選択されたチャネル上のプログラムを復元する。プログラム特定情報には、プログラム・ガイド、条件付きアクセス、ネットワーク情報、ならびにシステムを所望のチャネルに同調させることができるデータの識別およびリンク・データも含まれる。プログラム特定情報がいったん取り込まれてアセンブルされると、これを使用して、新しく選択されたチャネル上で搬送されるプログラムを含む、個々のデータ・パケットが識別され、取り込まれる。新しく選択されたチャネル上のプログラムを含む個々のデータ・パケットは、ＭＰＥＧ対応ビデオ・バッファリング・ベリファイア（Video Buffering Verifier（ＶＢＶ））要件に適合できるようにバッファリングされ、後続の処理および表示に適切なエントリー・ポイントを提供するために、シーケンス・ヘッダおよびＩフレームが識別される。
【０００７】  本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、チャネル変更時に伴う遅延を減らし、関連して生じるユーザーにとって不快な表示中断を最小限にするビデオ復号方法およびチャネル取得システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  このような目的を達成するために、本発明によるデジタル・ビデオ復号システムは、複数のビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムを表すパケット化されたビデオ・データを受信する。このシステムには、ビデオ・プログラム、対応する複数のビデオ・チャネル上で搬送される、の画像を表す符号化ビデオ・データを格納する複数のバッファが含まれる。一個のビデオ・チャネルに対応する一個のバッファは、一個のビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムを復号するためのスイッチング後のアンダー・フロー状態を防ぐのに十分な符号化ビデオ・データを格納する。プロセッサは、ユーザーのチャネル選択入力に応じて、複数のビデオ・チャネルのうち選択された１つのチャネル上で搬送されるプログラムを復号するためのスイッチングをイニシエート（initiate）する。復号器（decoder：デコーダ）は、選択されたビデオ・チャネル上で搬送されるプログラムに対応する複数バッファのうちの１つから受け取った符号化ビデオ・データを、プロセッサによってイニシエート（initiate）されたスイッチングの結果として確定されたときに復号する。さらに復号器は、（ａ）所定のユーザー・チャネルおよびプログラム選択基準（preference criteria）、（ｂ）所定のユーザー・チャネル・ナビゲーション・パターン、または（ｃ）ユーザー・データ・エントリー装置のセンサー・データに基づいて、ユーザーが次に選択するチャネルを予測する。
【０００９】  このシステムは、それぞれが複数のビデオ・チャネルのうち対応する１つのチャネル上で搬送される複数のビデオ・プログラム間で、継ぎ目のないスイッチングを実行することが可能である。システムは、少なくとも１つのメモリ装置を使用して、複数のビデオ・プログラムの画像を表す符号化ビデオ・データを同時に格納する必要がある。アンダー・フロー状態を防ぐために、複数のビデオ・プログラムそれぞれについて、十分な符号化ビデオ・データが格納される。ユーザーが複数のビデオ・プログラムのうち選択された１つを復号するためのスイッチングをイニシエート（initiate）すると同時に、この複数のビデオ・プログラムのうち選択された１つに対応する格納された符号化ビデオ・データが復号される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  本発明によるシステムは、複数のチューナ（tuner）を使用するものであって、１つのチューナは現在のプログラムを処理および表示するのに使用され、他方のチューナは他のプログラムを取得するのに使用される。ただし、ピクチャ−イン−ピクチャ（Picture-In-Picture（ＰＩＰ））アプリケーション専用の第２の完全なチューナおよび復号器のセットを使用することは、追加コストならびに復号器のセット・アップおよび開始の遅延（initialization delay）のどちらから見ても望ましくない。
【００１１】  本発明によれば、ユーザーのチャネル変更に関連付けられた望ましくない遅延は、新しく選択されたチャネル上で搬送されるプログラムを組み入れたデータ・ストリームを事前バッファリングすることによって、かなり低減することができる。具体的に言えば、事前バッファリングは、新しいデータ・ストリーム内のＩフレームの取得、ならびにバッファをＭＰＥＧ規定ＶＢＶバッファ占有レベル（MPEG prescribed VBV buffer occupancy level）まで満たすのに十分なデータの取り込み、に伴う遅延を低減する。入力データを事前バッファリングすることによって、ユーザーがチャネル変更をイニシエート（initiate）すると同時に、Ｉフレーム・エントリー・ポイントが選択用に使用可能となり、バッファは必要なＭＰＥＧ占有レベルまで満たされる。ＦＩＦＯでの個々のバッファは、現在表示されているプログラムを表す第１のデータ・ストリームのデータを格納するため、ならびにユーザーのチャネル変更コマンドで選択される他のチャネル上のプログラムを表す第２のデータ・ストリームのデータを格納するために使用することができる。このようなチャネル変更を実行する場合、システム制御装置（図１〜３のユニット６０など）は、新しく選択されたチャネル・データ・ストリーム内の潜在的なＩフレームを、新しく選択されたチャネル上のプログラムのエントリー・ポイントとして使用するために記録する。プログラム・チャネルをスイッチングする場合、ビット・ストリーム・スプライス技法（bitstream splicing techniques）が使用され、適切な出口ポイント（exit point）（たとえばアンカー・フレームの直前にある第１のバッファ・カーレント（現在の）チャネル・データ内のポイント）が識別される。出口ポイントを検出した後、以前に記録されたエントリー・ポイントで始まる、ＦＩＦＯの第２バッファから新しく選択されたチャネル上のプログラムを表す指示データ（directing data）によってチャネル・スイッチングが実施される。
【００１２】  チャネル変更コマンドによって選択される次のチャネル上のプログラムを表すデータ・ストリームは、将来のアクセスおよび出力に備えて２次ＶＢＶバッファに搬送される。この２次ＶＢＶバッファは、チャネル変更の際に好適なエントリー・ポイントとして使用するための少なくとも１つのＩフレームを含んで、バッファのアンダー・フローを防ぐのに十分なデータを格納する。ユーザーが次のチャネルにスイッチングしたいときは、切り替え制御装置が、アクティブＶＢＶバッファの適切な出口ポイントを識別し、以前に識別され記録された好適なエントリー・ポイントで、ストリーム出力をアクティブ・バッファから２次バッファにスイッチングする。
【００１３】  フレーム当たりのビット数はＭＰＥＧ対応ストリームによって異なる場合があるので、異なるチャネル上のプログラムを表す２つの独立したＭＰＥＧストリームを同期化することは、問題がある。ただし、このことは、２つのビット・ストリームをメモリ・バッファ内にローディングし、スプライス・ポインタを使用することで達成できる。これらのポインタは、典型的にはスプライスのエントリー・ポイントおよび／または出口ポイントを参照する。これらのバッファはそれぞれ、時間に応じて満たされたり空になったりするものであって、任意の特定ポイントでの特定バッファ内のデータ量は、適時に動的に変化することを理解されたい。データ・ストリームを受け取る各バッファのバッファ占有は、プログラム復号中に、ほとんど空になることもあればほとんど満たされることもあるというように変化する。したがって、１バッファ内にある１データ・ストリームから、他のバッファ内にある他のデータ・ストリームへスプライスする場合に、アンダー・フロー状態が発生する可能性がある。このようなスプライス移行は、たとえば、グループ・オブ・ピクチャ（ＧＯＰ）スタート時のアンカーＩフレームなど、好適な移行ポイントであると識別され、以前に記録されたエントリー・ポイントおよび出口ポイントを使用する。デュアル・チューナ・ステージ（または他の実施形態での一個チューナ・ステージ）から導出されたデュアル・バッファ・プログラム・データ・ストリーム間でこのスプライス移行メカニズムを使用することによって、チャネル変更時間は数フレーム以下のオーダーに飛躍的に低減される。
【００１４】  ここで図を参照すると（異なる図の同様の参照番号は、本発明の同様の要素を表すものである）、図１は、本発明によるデュアル・バッファのＭＰＥＧ復号器（デコーダ）１０を示す図である。図１のシステムでは、一個のプログラムを備える１つまたは複数の基本データ・ストリームを含む１次データ・ストリーム２０が、第１のＶＢＶバッファ３０に入力される。他のプログラムを備える１つまたは複数の基本データ・ストリームを含む２次データ・ストリーム４０が、第２のＶＢＶバッファ５０に入力される。制御装置６０は、ユーザー制御データ７０（ユーザー・コマンドなど）に応じて、それぞれ制御信号８４および８２を介して、第１および第２のＶＢＶバッファ３０および５０の動作を制御する。復号器１０は、第１のＶＢＶバッファ３０の出力に結合された第１の入力と、第２のＶＢＶバッファ５０の出力に結合された第２の入力とを有する、スイッチ１００を含む。スイッチ１００は、バッファ３０および５０の１つを復号ユニット１１０に接続するように動作する。ＭＰＥＧ復号装置１１０は、その入力に供給された信号に対して従来のＭＰＥＧ復号を実行するものであって、この実施形態ではＶＢＶバッファを含まない。代替の実施形態では、復号器１１０が、ユニット３０、５０、および１００などのバッファおよび切り替え要素を含むことができる。スイッチ１００は、制御装置６０から出力された制御信号９０に応答する。復号装置１１０の出力は、たとえば、さらなる処理および表示装置１２０を使用して再生するために、従来の方法で追加回路（図示せず）に供給することができる。
【００１５】  通常はプログラムを表す１次データ・ストリームが復号され、同時にプログラムを表す２次データ・ストリーム４０は、ユーザーが生成したチャネル（およびプログラム）変更要求に対応する制御信号７０の受け取りを見越して、第２のＶＢＶバッファ５０に格納される。図１のシステムは、低減された遅延で、最小化された不快な表示中断で、ユーザーがチャネルを都合よく変更できるようにする。１次データ・ストリーム２０および２次データ・ストリーム４０は、十分なＭＰＥＧ対応ＶＢＶ占有レベルまでバッファリングされると、それぞれバッファ３０および５０から、スイッチ１００を介して復号装置１１０へと結合することができる。ユーザーが所望するチャネルのプログラム・コンテンツを含む第２のプログラム・ストリーム４０は、ユニット５０内で事前にバッファリングされ、ユーザー制御信号７０を介してチャネル変更のユーザー・イニシエーション（initiation）に基づいて、ユニット１１０による処理に使用することができる。この事前バッファリングは、バッファ５０を所定のＶＢＶ占有レベルまで満たすのに十分なデータを取得することに伴う望ましくない遅延を減らすので有利である。その結果として、チャネルの変更が数フレーム内で継ぎ目なく実施される。
【００１６】  図１のシステムは、ＭＰＥＧスプライス技法を使用して、データ・ストリーム・バッファ３０と５０とをスイッチングすることによってチャネル変更を実行することに留意されたい。これとは対照的に、従来このようなスプライス技法は、放送プログラム多重データ・ストリーム内にコマーシャルを挿入する場合のように、アプリケーション用の個々の構成要素ストリームから、一個の複合データ・ストリームを作成するために適用されていた。さらに、ユーザーのイニシエート（initiate）されたチャネル変更コマンドを見越した（たとえばバッファ５０での）プログラム・データ・ストリームの事前バッファリングは、ユーザーが次にどのプログラム・チャネルを選択するかを、たとえば１秒または複数秒早く予測する予測機構を使用することで、都合よく達成される。他の実施形態では、複数のプログラム・チャネルに対応するデータ・ストリームを同時に格納するために、バッファ５０のような複数のバッファが使用される。これによって、ユーザーのイニシエート（initiate）されたチャネル変更に基づいて、ユニット１１０が、事前バッファリングされたデータ・ストリームを復号に使用できる可能性が増加する。ユーザーが選択したチャネルが事前バッファリングされたチャネルでない場合、プログラム取得は再度行われて遅くなり、不快な表示中断が含まれる可能性がある。あるいはまた、ユーザーが選択できる（すべての使用可能ＲＦチャネル上およびすべてのトランスポンダからの）使用可能なすべてのプログラム・チャネルに対応するすべてのプログラム・データ・ストリームを、バッファ５０などのバッファ（明快に図示するために示さない）内で事前にバッファリングすることもできる。この場合、すべてのチャネル上のプログラムが同時に復調され、一個および複数のプログラムを表すデータ・ストリームを作成する。複数のプログラム・データ・ストリームは、（データ・ストリーム２０および４０などの）一個のプログラムを表すデータ・ストリームに多重化解除され、各プログラムを表すデータ・ストリームが、対応するＶＢＶバッファ内にバッファリングされる。これによって、チャネル変更のユーザー・イニシエーション（initiation）時に、新しく選択されたプログラム・チャネルに対応するデータが復号に使用できるようになり、待ち時間を減らして、すなわち数フレームまたはそれ以下のオーダーで、チャネル変更を継ぎ目なく実施することができるようにする。
【００１７】  図２のシステムでは、受信機２００は、図１に関して上記で述べたデュアル・バッファＭＰＥＧ復号器１０を使用する。受信機２００は、デュアル・バッファＭＰＥＧ復号器１０ならびに、チューナとデ・マルチプレクサ（demultiplexer）１４０を含む。デ・マルチプレクサ１４０は、信号ソース（ＲＦアンテナ）１５０からの入力を受け取り、第１のＶＢＶバッファ３０の入力に結合された第１の出力と、第２のＶＢＶバッファ５０の入力に結合された第２の出力を提供する。あるいは図２のシステムでは、たとえば衛星、インターネット、およびケーブルなどのＴＶソースを含む、様々な他の信号ソースを使用することができる。受信機２００は、（ａ）ユーザーの好みのチャネルおよびプログラム・データを含む、所定のユーザーのチャネルおよびプログラム選択基準と、（ｂ）以前に記録および分析された、ユーザーのチャネル・ナビゲーション・パターンおよびコマンド選択パターンと、（ｃ）ユーザー・データ・エントリ・デバイス上、たとえばリモート・コントロール、キーボード、または他のデータ・エントリ・デバイス上に配置されたセンサーによって提供されるセンサー・データとのうちの、１つまたは複数に基づいて、ユーザーが選択する次のプログラム・チャネルを予測する予測ユニット（プレディクタ）１３０をさらに含む。このようなセンサー・データは、たとえば特定ボタンとユーザーの指（または他の始動装置）との近さ、およびユーザーの指がキー・パネル全体に渡って描くトレースを示すために、リモート制御ユニット上に配置された容量センサー（あるいは赤外線または他のタイプのセンサー）によって提供される。
【００１８】  さらに、前に記録されたナビゲーション・パターンに基づいて、ユーザーの次のチャネル選択を推定するには、たとえば現在のプログラムに達するために「アップ・プログラム」キー／コマンドを使用すると、次に選択されるチャネルに対しても繰り返されるであろうと予測する必要がある。同様に、現在のプログラムに達するために「ダウン・プログラム」キー／コマンドを使用すると、次に選択されるチャネルに対しても繰り返されやすい。さらに、「前のプログラム」キー／コマンド（またはプログラムの「スワップ」または「ジャンプ」キー／コマンド）を使用すると、次に選択されるチャネルに対しても繰り返されやすい。さらに一般的には、現在のプログラムに達するためにナビゲーション・キー／コマンドを使用すると、次に選択されるチャネルに対しても繰り返されやすい。同様に、ユーザー・パターンが（どんな手段によっても）プログラム間で交互になる場合は、前のチャネルが次に選択されるチャネルになりやすい。
【００１９】  ユーザー選択基準、ナビゲーション・パターン、およびセンサー・データの個々の情報項目（上記（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）の情報項目）は、ユーザーが選択する次のプログラム・チャネルを予測するのに使用することができる。あるいは、ユーザーが選択する次のチャネルを予測するために、１つまたは複数の情報項目を組み合わせて使用することで、可能性の分析を実行することができる。予測ユニット（プレディクタ）１３０は、システム制御装置（これも見やすくするために図示せず）からの情報項目（ａ）および（ｂ）と共に、ユーザーの実際のチャネル選択コマンド７０およびセンサー・データを、データ入力装置（見やすくするために図示せず）から受け取る。ユニット１３０は、チューナおよびデ・マルチプレクサ１４０にチューナ制御信号１６０を提供し、制御装置６０にコマンド信号１７０を提供する。装置６０は、予測される次のチャネルを知らせる（ユニット１３０からの）コマンド１７０に応じて、予測されるユーザーのチャネル変更に対して、第１および第２のＶＢＶバッファ３０および５０を準備する。具体的に言えば、ユニット６０は、第２のＶＢＶバッファ５０に対して、コマンド１７０に応じてユーザーが次に選択すると予測されるチャネルのプログラム・データを組み込んでいる（ユニット１４０からの）チャネル・データ信号を格納するように命令する。
【００２０】  １次および２次データ・ストリーム２０および４０が、それぞれ第１および第２のＶＢＶバッファ３０および５０に提供され、続いて、ユニット１４０によって解析および多重化解除される。ユニット１４０は、アンテナ１５０から提供されたＭＰＥＧ対応トランスポート・ストリームを解析して、現在表示されているプログラム・チャネル上のプログラムを含む個々の基本ストリームを識別する。さらにユニット１４０は、アンテナ１５０から提供されたトランスポート・ストリームを解析し、コマンド信号１６０に応じて、予測された次のプログラム・チャネル上のプログラムを含む個々の基本ストリームを識別する。図２の実施形態は、現在および次のチャネル・データを解析し、それぞれバッファ３０および５０に向けて送るために、ユニット１４０内で一個のチューナとマルチプレクサとを一緒に使用しているので有利である。ユニット１４０は、予測された次のチャネルの次のプログラム・データをバッファ５０に向けて送り、現在表示されている第１のプログラムは復号されて表示される。ただし、予測された次のプログラムが他のＲＦチャネル上にある場合は、ユーザーがチャネル変更すると、取得および処理の遅れのために不快な表示中断を伴うことがある。具体的に言えば、異なるＲＦチャネル上で搬送されるプログラム・データを取得することは、ユニット１４０が位相ロックおよび等化プロセスを再び繰り返し、補助システムと、異なるＲＦチャネル上で搬送されるトランスポート・ストリーム（ＴＳ）に関するプログラム特定情報とを取り込んでアセンブルすることを必要とする。このシステムおよびプログラム特定情報は、個々のデータ・パケットを識別およびアセンブルして、新しく選択されたチャネル上のプログラムを復元させるのに使用される。
【００２１】  他の実施形態では、たとえば他のトランスポンダからの異なるＲＦチャネル上で搬送されるデータを、同時に取得、復調、および復号するために、第２のチューナが使用される。これによって、異なるＲＦチャネル上で搬送されるプログラムの取得に伴うチャネル変更に関連付けられた取得処理の遅延が解消され、不快な表示中断を減らす比較的高速で継ぎ目のないチャネル移行を可能にするので有利である。
【００２２】  図３のシステムでは、受信機３００がデュアル・バッファＭＰＥＧ復号器１０を組み込んでいるが、図２の受信機２００とは異なり、（図２の）チューナおよびデ・マルチプレクサ１４０の代わりに第１のチューナ１４０Ａと第２のチューナ１４０Ｂとを含む。第２のチューナ１４０Ｂは、プログラムを含む１つまたは複数の基本ストリームを含むデータ・ストリーム４０を、第２のＶＢＶバッファ５０を使用してバッファリングすることができる。これによって、第１のデータ・ストリーム２０とは異なるトランスポート・ストリーム内および異なるＲＦチャネル上で搬送される、プログラムを表す第２のデータ・ストリーム４０を、ユニット１４０Ａおよび３０によって第１のデータ・ストリーム２０を処理している間に、バッファ５０内に格納するために同時に取得、復調、および復号することができる。ユニット３０および５０内でバッファリングするためにチャネルおよび関連付けられたプログラムを選択する場合、チューナ１４０Ａおよび１４０Ｂは、ユニット１３０からの制御信号１６０Ａおよび１６０Ｂにそれぞれ応答する。
【００２３】  復号するデータを第１のＶＢＶバッファ３０内のデータから第２のＶＢＶバッファ５０内のデータにスイッチングする場合、第２のバッファから出現する第１のフレームがＩフレームであり、ＶＢＶのアンダー・フローを避けるのに十分なデータがバッファ５０内にあることが望ましい。さらに、閉じたグループ・オブ・ピクチャ（ＧＯＰ）データ構造を復号する場合、このＩフレームがＧＯＰを開始し、バッファから出現する第２のフレームが、他のＰまたはＩアンカー・フレームであることが好ましい。ＧＯＰはＧＯＰヘッダで始まり、その後Ｉフレームが続き、次のＧＯＰヘッダまで延在することに留意されたい。開いたＧＯＰには、ＧＯＰ内の他のフレームを参照して再構築されるフレームが含まれる。具体的に言えば、開いたＧＯＰは、第１のＩフレームと次のアンカー・フレームとの間にＢフレームがある。図３のシステムが作動すると、予測された次のチャネル上のプログラムを含むデータが分析され、バッファ（３０または５０、どちらかそのとき表示される現在のストリームに使用されていない方）内に格納される。予測された次のチャネル上で搬送されるプログラムを備えるデータ内で、Ｉフレームが検出されたときは、その位置が注目される。次に到着するアンカー・フレームの位置、ならびに介在するＢフレームの数も注目される。さらに、第１のＩフレームおよび後続の介在するＢフレームを含むビット数がカウントされ、別々に記録される。
【００２４】  アンダー・フロー状態を回避し、復号をサポートするのに十分な（ＶＢＶモデル・パラメータおよびビット数によって確定された）データが到着すると、以前に記録された任意のエントリー・ポイント位置の代わりに、第１のＩフレームの位置がエントリー・ポイントになる。この記録されたエントリー・ポイントは、アンダー・フロー状態を避けるために、後続のＩフレームに続いてこの新しいＩフレーム用に十分なデータを受け取った際に、そのＩフレームのエントリー・ポイント・データによって更新され、それまではそのままエントリー・ポイントとして残る。
【００２５】
ユニット１３０を介してのユーザーのイニシエートされたチャネル変更コマンド７０に基づいて、ユニット６０は、ユニット１００への指示にスプライス手順を使用し、バッファ３０とバッファ５０とをスイッチングする。ユニット６０は、アンカー・フレームが現在のＶＢＶバッファ、たとえばバッファ３０から出現する直前（出口ポイント）、スイッチ１００を介して２次バッファ、たとえばバッファ５０からのデータをＭＰＥＧ復号器１１０に向けて送る直前まで、待機する。ユニット６０は、以前に記録されたエントリー・ポイントＩフレームを含む、バッファ５０からのデータを、スイッチ１００を介して復号器１１０に向けて送る。このプログラム・チャネルの移行後、２次ＶＢＶバッファ５０は現在のプログラム・チャネルＶＢＶバッファとして動作する。次いで以前のバッファ、すなわちこの例ではバッファ３０が、ユニット１３０によって予測された次のチャネルを含むデータを受け取る２次バッファとなる。ユニット６０は、ユニット５０および１００に、次のアンカー・フレームをスキップし、介在するＢフレームを省略して、デコーダの動作、ならびに必要に応じてプログラム・チャネル間での視覚的移行を向上させるように指示することができる。Ｂフレームをスキップした結果生じるこのような時間を基準にしたジャンプは、ユニット６０によって記録される。
【００２６】  以上、本発明について、ある程度の詳細さを伴った好ましい形式で記述および図示してきたが、この好ましい形式は例示のためにのみ開示されたものであって、請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲を逸脱することなく、詳細な構造ならびに部分的な組み合わせおよび配置構成が数多く変更できることを理解されたい。本特許は、開示された本発明の中に特許権を受けられるどのような斬新さについての特徴があっても、添付の請求の範囲における好適な表現によってカバーされるものとする。
【発明の効果】
【００２７】  以上説明したように本発明によれば、ユーザーのチャネル変更に関連付けられた望ましくない遅延は、新しく選択されたチャネル上で搬送されるプログラムを組み入れたデータ・ストリームを事前バッファリングすることによって、かなり低減することができる。
【００２８】  具体的に言えば、事前バッファリングは、新しいデータ・ストリーム内のＩフレームの取得、ならびにバッファをＭＰＥＧ規定ＶＢＶバッファ占有レベル（MPEG prescribed VBV buffer occupancy level）まで満たすのに十分なデータの取り込み、に伴う遅延を低減する。また、事前バッファリングは、チャネル変更のユーザー・イニシエーション（initiation）時に、新しく選択されたプログラム・チャネルに対応するデータが復号に使用できるようになり、待ち時間を減らして、すなわち数フレームまたはそれ以下のオーダーで、チャネル変更を継ぎ目なく実施することができるようにする。
【００２９】  また、（ａ）ユーザーの好みのチャネルおよびプログラム・データを含む、所定のユーザーのチャネルおよびプログラム選択基準と、（ｂ）以前に記録および分析された、ユーザーのチャネル・ナビゲーション・パターンおよびコマンド選択パターンと、（ｃ）ユーザー・データ・エントリ・デバイス上、たとえばリモート・コントロール、キーボード、または他のデータ・エントリ・デバイス上に配置されたセンサーによって提供されるセンサー・データ、のうちの１つまたは複数に基づいて、ユーザーが選択する次のプログラム・チャネルを予測する予測ユニット（プレディクタ）を有し、ユーザーが選択する次のチャネルを予測することができる。この予測されたユーザーのチャネル変更に対して、第１および第２のＶＢＶバッファを事前に準備して、ユーザーが次に選択すると予測されるチャネルのプログラム・データを組み込んでいるチャネル・データ信号を分析してバッファに格納するようにしているので、２つのバッファ間をスイッチングする際に、スプライス手順を使用することが可能になっている。
【００３０】  また、他のトランスポンダからの異なるＲＦチャネル上で搬送されるデータを、同時に取得、復調、および復号するための第２のチューナを有するので、異なるＲＦチャネル上で搬送されるプログラムの取得に伴うチャネル変更に関連付けられた取得処理の遅延が解消され、不快な表示中断を減らす比較的高速で継ぎ目のないチャネル移行を可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるデュアル・バッファＭＰＥＧデコーダを示す図である。
【図２】  図１のデュアル・バッファＭＰＥＧデコーダを使用する受信機の第１の実施形態を示す図である。
【図３】  図１のデュアル・バッファＭＰＥＧデコーダを使用する受信機の第２の実施形態を示す図である。
【符号の説明】  １０  デュアル・バッファＭＰＥＧデコーダ
２０  １次プログラム・データ・ストリーム
３０  第１のＶＢＶバッファ
４０  ２次プログラム・データ・ストリーム
５０  第２のＶＢＶバッファ
６０  切り替え制御装置
７０  ユーザー制御信号（データ）
８２  バッファ制御信号
８４  バッファ制御信号
９０  ストリーム選択制御信号
１００  スイッチ
１１０  ＶＢＶバッファなしで処理するＭＰＥＧ復号器
１２０  ディスプレイ
【図１】
0005209154.tif 000002
【図２】
0005209154.tif 000003
【図３】
0005209154.tif 000004